一般情况在光学显微镜下即可看出晶粒的大小，一个晶粒由单晶体构成，晶粒之间的边界即常说的晶界。晶粒和晶界常是冶金工作者经常研究的对象之一。研究发现细晶粒的金属或合金，常温时力学性能高，粗晶粒的高温性能高，这是因晶界的影响。晶界具有类似玻璃的性质，在室温时晶界本身有黏滞性，但昰界与玻璃非晶质并不完全相同，粗晶粒金属由于晶界少，所以高温强度比细晶粒的高，这种特性对于应用在常温和高温工作条件的机械零件的选材有指导意乂。根据结晶学原理可知，晶体是由晶核形成并长大而成，晶粒的大小与晶核的多少成反比，无论是雷竞技官网苹果 还是合金，其显微组织的形成都是与原子的扩散情况有关，即使化学成分相同，由于外界条件的影响，形成的显微组织不同，因此其宏观性能也各异（俩如灰铸铁与球墨铸铁）。金属显微组织中不可避免的另一类物质就是夹杂物，它引起金属内部脆弱或应力集中，夹杂物切断了金属组织的连续性，阻碍了应力的通过，而使被切断地区的两个面积上受力不同，导致金属的强度极限降低。

当外界条件引发微粒子沉淀时，则金属的纤维组织变硬强度增加，塑性下降，比如时效处理，在铝合金生产中常利用这种反应。多元素的合金，其结晶比纯金属复杂，例如某合金是由AB两元素组成，当A元素之间的吸引力大于A与B之间的吸引力，同时B元素之间的吸引力也大于A与B之间的吸引力，合金的显微结构就由A与B两种原子共同组成，这是由于每类元素的原子内聚力大于异类元素对其的吸引力。所形成的合金的性能介于A、B元素原有的性能之间。反之，当异类原子之间的吸引力大于同类原子之间的吸引力时则可能出现诸如金属化合物（也叫金属互化物）结构，金属化合物的晶体类型不同于它的分组金属，自成新相。当异类元素的原子之间的吸引力近似于每类元素之间的吸引力时，则形成固溶体。通常金属化合物的晶体结构复杂，对称性差，所以表现出性能脆而无塑性。工业的发展特别是国防、交通运输、动力、石油、化工领域的发展，对雷竞技官网苹果 材料提出了更高的要求，材料的使用条件也越来越苛刻，高强度、耐高温、高压、低温、腐蚀、磨损等，普通的碳钢已无法满足环境的要求，因此人们在碳钢中加入一种或多种合金元素，形成了所谓的合金钢。

合金钢的产生是根据产品的工作条件对材料性能的要求所决定的。最典型的性质如材料的强度与延伸率这两个参数，通常材料的强度较小则延伸率较大，材料的强度较大延伸率较小，如何将强度和延伸率统一起来，对于同一种材料，使雷竞技官网苹果 强度在***的条件下，延伸率尽可能达到***，这就是合金元素与热处理的任务。在某种情况下需要某一性能为主如强度，对含碳0.5%的钢，只需加速从γ相A转变则可得到100%的珠光体（伪珠光体）从而提高强度（至少可增多珠光体的比例）。又如为增加高碳钢的延伸率，可以在A附近保持较长时间，使共析碳化物变成球粒状分布于α铁的基体上，而使钢的韧性得到提高。这些可以不依赖合金元素，单靠热处理就可以满足但为得到强度和韧性都高的性能，就需用淬火得到马氏体然后经较高温度回火，得到回火索氏体组织才能满足要求，对于小薄部件容易达到上述条件，厚大部件很难使芯部淬火成马氏体，这就需要求助于合金元素了。